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控制設(shè)計(jì)論文范文第1篇

1.1典型合閘回路及缺陷

中小型變電站的聯(lián)絡(luò)線路兩側(cè)都裝設(shè)油斷路器。對于35KV、10KV油斷路器的控制，典型設(shè)計(jì)是在電站側(cè)裝設(shè)同期裝置，在變電站側(cè)只設(shè)普通合閘回路，普通合閘回路的原理如圖1所示：操作控制開

關(guān)SA，其②-④觸點(diǎn)接通，經(jīng)過防跳繼電器的常閉觸點(diǎn)KM2和斷路器的常閉觸點(diǎn)DL，接通合閘接觸器線圈HO，使斷路器合閘。這種設(shè)計(jì)簡潔，常為工程設(shè)計(jì)人員所采用。在具體操作中，按先合變電站側(cè)斷路器、再合對側(cè)斷路器的操作順序進(jìn)行。但在小水電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，因受地形、容量等技術(shù)條件的限制，建設(shè)不甚規(guī)范，特別是有些聯(lián)絡(luò)線路上還接有負(fù)載，當(dāng)出現(xiàn)某種故障造成變電站側(cè)油斷路器跳閘，此時(shí)的對側(cè)斷路器可能還在合閘位置，如要對聯(lián)絡(luò)線路進(jìn)行合閘，因不知對側(cè)是否有電，必須等到調(diào)度命令或接到匯報(bào)后才能進(jìn)行操作，加至有些地段通訊不暢，經(jīng)常耽誤時(shí)間，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電；由于典型回路本身不能檢測線路是否有電壓，又無防范不規(guī)范操作的技術(shù)措施，如果誤操作SA發(fā)出合閘命令，就會造成非同期合閘事故，給人們生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。

1.2改正后的合閘回路

為了防止事故的發(fā)生，對原典型合閘回路進(jìn)行了如下改進(jìn)（見圖1中虛線所示）：即在線路電壓互感器二次側(cè)增設(shè)一只電壓繼電器KV，用以檢測線路電壓，并將其常閉觸點(diǎn)KV1串入本站油開關(guān)合閘回路中。當(dāng)線路有電壓時(shí)，就是誤操作SA發(fā)出了合閘命令，因KV1觸點(diǎn)斷開了合閘操作回路，無法啟動合閘接觸器，達(dá)到了防止非同期合閘的目的。同時(shí)，考慮到聯(lián)絡(luò)線路的可靠性，在KV1觸點(diǎn)兩端設(shè)計(jì)并聯(lián)一連接片LP，以便該電壓繼電器檢修或需該線路供給變電站負(fù)荷時(shí)好操作。正常情況下，連接片LP處在斷開位置。

還將電壓繼電器的常開觸點(diǎn)KV2與合閘位置繼電器HWJ的常閉觸點(diǎn)（或跳閘位置繼電器TWJ的常開觸點(diǎn)）串聯(lián)，以接通“線路有電壓”光字牌的信號回路，當(dāng)斷路器在斷開位置，線路有電壓，該光字牌亮，提醒運(yùn)行人員不得進(jìn)行合閘操作。在信號回路中，串聯(lián)跳（合）閘位置繼電器觸點(diǎn)的作用是為了在該線路運(yùn)行時(shí)斷開光字牌，以免光字牌長期帶電。電壓繼電器KV可選DJ—121型，繼電器校驗(yàn)方法與其他電壓繼電器相同。

2水電站壓力裝置的控制回路改進(jìn)

2.1典型油壓裝置自動回路及缺陷

調(diào)速器、高低壓氣機(jī)等是水電站中常見的壓力設(shè)備，在油（氣）裝置的自動回路中，一般采用電接點(diǎn)壓力表(如YX—150型)來反映油（氣）罐中壓力的變化，進(jìn)而控制油（氣）泵電機(jī)。壓力表上可設(shè)置上、下兩個(gè)值限，上限用紅針指示，下限用黃針指示，實(shí)際壓力值用黑針指示。油壓裝置自動投入的動作過程如圖2所示：

當(dāng)壓力罐油壓降到壓力下限時(shí)，壓力表黑針與黃針接觸，即觸點(diǎn)YLJ1

閉合，使中間繼電器1KA動作并自保持，因轉(zhuǎn)換開關(guān)SA在自動位置，其②-④觸點(diǎn)接通，啟動接觸器KM，使電機(jī)接通電源，帶動油泵向壓力罐打油，壓力逐漸上升，當(dāng)?shù)焦ぷ鲏毫χ瞪舷迺r(shí)，壓力表黑針與紅針接觸，即上限觸點(diǎn)YLJ2接通，使中間繼電器2KA動作，斷開1KA的自保持回路，油泵電機(jī)自動停止工作。對于這種典型設(shè)計(jì)，壓力表的上、下限觸點(diǎn)一直串在控制回路中，并帶有相應(yīng)負(fù)載，特別是在啟動和停止過程中，壓力變化呈波動狀態(tài)，使觸頭抖動不已，無法可靠接觸，常常生火花，由于壓力罐補(bǔ)壓（氣）是通過自動回路完成的經(jīng)常性的工作，壓力變化頻繁，使壓力表的觸頭接觸也相應(yīng)頻繁，從開始的產(chǎn)生火花，到逐漸燒壞觸頭（或觸頭粘連），繼而造成壓力罐壓力消失，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運(yùn)行。

2.2改進(jìn)后的控制回路

為了克服上述設(shè)計(jì)中存在的問題,對典型電路進(jìn)行了如下改動(見圖2中虛線所示):即在壓力下限回路中串聯(lián)一個(gè)接觸器KM的常閉輔助觸點(diǎn)KM1,當(dāng)壓力罐壓力下降到壓力下限時(shí),壓力表下限觸頭YLJ1閉合,通過常閉輔助觸頭KM1起動1KA并自保持,使接觸器動作,啟動油泵打油;盡管在油泵電機(jī)啟動之初,壓力出現(xiàn)波動,YLJ1觸頭發(fā)生抖動,但由于在此回路中已串入了接觸器常閉觸頭KM1,接觸器動作后立即斷開了此回路,此時(shí)的下限觸頭無需承擔(dān)任何負(fù)載,避免了觸頭的燒壞;又在壓力上限回路中串聯(lián)了接觸器的常開輔助觸頭KM2,當(dāng)油壓力達(dá)到上限值時(shí),隨著2KA的啟動,使接觸器失電返回,其常開輔助觸點(diǎn)KM2立即斷開壓力上限回路。不管在這個(gè)過程中壓力如何變化，壓力表的上、下限觸點(diǎn)YLJ1、YLJ2總在回路不帶負(fù)載的情況下抖動，避免了負(fù)載過程中電火花對觸頭的損壞，提高了安全運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也減少了因油壓裝置失壓而造成的運(yùn)行成本。

控制設(shè)計(jì)論文范文第2篇

【關(guān)鍵詞】園林工程；造價(jià)控制；投資決策；設(shè)計(jì)階段；藝術(shù)性。

0前言

園林綠化工程造價(jià)是指為建設(shè)一項(xiàng)園林綠化工程，在土地市場、設(shè)備市場、技術(shù)勞務(wù)市場以及承包市場等交易活動中所形成的園林綠化建設(shè)工程價(jià)格。園林綠化工程造價(jià)是項(xiàng)目決策的工具，是制定園林綠化投資計(jì)劃和控制投資的有效工具，也是落實(shí)園林綠化建設(shè)資金的依據(jù)，同時(shí)也是評價(jià)園林投資效果的重要指標(biāo)。園林綠化工程造價(jià)管理包括兩方面內(nèi)容，一是園林綠化建設(shè)工程投資費(fèi)用管理，一是園林綠化工程價(jià)格管理。下面，我們就對當(dāng)前園林綠化工程造價(jià)存在的問題進(jìn)行了分析，并就如何控制園林綠化工程造價(jià)談幾點(diǎn)看法。

1.投資決策多由行政拍板缺乏科學(xué)性經(jīng)濟(jì)性

由于園林綠化工程多屬市政公益工程，大多由政府投資建設(shè)，其實(shí)施的好壞會對園區(qū)功能和日常生活產(chǎn)生深刻的影響。但由于部分地方的長官意識作崇，在進(jìn)行項(xiàng)目可行性研究時(shí)，缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，更別提廣泛調(diào)查研究、多方案比選了，而是由一些領(lǐng)導(dǎo)拍板定案，靠人脈關(guān)系取勝，一些技術(shù)先進(jìn)、功能可靠、經(jīng)濟(jì)合理的建設(shè)方案得不到重用。在這種情況下，要做好工程造價(jià)的控制就十分困難。

2.講求藝術(shù)性與投資金額控制的矛盾

因園林綠化工程具有藝術(shù)性、方式多元化、衡量尺度不一等特征，實(shí)用性弱于美學(xué)需求，所以設(shè)計(jì)師作品真實(shí)意圖的表達(dá)很容易因投資人設(shè)計(jì)任務(wù)書的局限性受到禁錮。由于目前園林設(shè)計(jì)方案未完全進(jìn)入招投標(biāo)市場，存在不透明性，設(shè)計(jì)師的作品過度依賴投資人狹隘的觀點(diǎn)和錯誤的信號，設(shè)計(jì)主體思想缺乏統(tǒng)一，導(dǎo)致最優(yōu)化、最合理、最科學(xué)的設(shè)計(jì)方案被人為肢解，只考慮作品的標(biāo)新立異、方案的奢華和惟美，無暇顧及經(jīng)濟(jì)技術(shù)問題，最終造成園林綠化項(xiàng)目的投資成本不斷遞增，投資金額與建設(shè)成效無法成正比。

3.精通造價(jià)的人員奇缺導(dǎo)致園林綠化工程造價(jià)不合理

相對其他城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，城市園林綠化建設(shè)投資金額相對較少，有限的市場份額使得設(shè)計(jì)隊(duì)伍建設(shè)進(jìn)退兩難，設(shè)計(jì)單位在有限的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)中很難在專業(yè)劃分及階段分工上花更多地精力去設(shè)置細(xì)化。園林設(shè)計(jì)隊(duì)伍中部分設(shè)計(jì)人員不熟悉本專業(yè)的概預(yù)算定額、建筑材料市場價(jià)格，而預(yù)算人員對工程技術(shù)問題往往不太熟悉，同時(shí)受市場份額和企業(yè)運(yùn)作人力資源承受能力的影響，園林工程在具體專業(yè)分工上又不夠細(xì)化，專業(yè)技術(shù)力量上在設(shè)計(jì)階段的分布存在嚴(yán)重缺位或配置不合理，導(dǎo)致設(shè)計(jì)階段造價(jià)控制不嚴(yán)或造價(jià)失控。在具體造價(jià)實(shí)施中，園林綠林項(xiàng)目設(shè)計(jì)費(fèi)的多少取決于工程總造價(jià)的高低和建設(shè)面積的大小，致使有的設(shè)計(jì)單位為了追求利潤，盲目擴(kuò)大工程規(guī)模和提高單位面積建造成本，特別在綠化苗木中使用大規(guī)格苗木，增加苗木種植密度，過多采用珍稀名貴植物，非常奢侈地使用昂貴的建筑材料，超強(qiáng)度地進(jìn)行非常規(guī)建筑設(shè)計(jì)等，從而人為地提高了工程造價(jià)。

4.設(shè)計(jì)前期調(diào)查工作不到位導(dǎo)致造價(jià)控制難度加大

其一，城市園林綠化工程多為城市配套工程或在地質(zhì)條件較為惡劣的山巒、崖壁、灘涂、濱水區(qū)等進(jìn)行建設(shè)，其城市地下管網(wǎng)、地質(zhì)水文、周邊環(huán)境、服務(wù)對象等都直接影響工程建設(shè)成本，前期調(diào)查的環(huán)境基礎(chǔ)資料不到位直接影響造價(jià)控制。

其二，園林綠化工程不僅具有感官休憩功能，更重要的是體現(xiàn)一種精神意境、歷史文化底蘊(yùn)和人文氣息，所以設(shè)計(jì)前必須認(rèn)真地對當(dāng)?shù)氐臍v史脈絡(luò)、風(fēng)土人情、地方特色進(jìn)行翔實(shí)地調(diào)查研究。如果前期調(diào)查不夠深入，也會影響園林綠化設(shè)計(jì)的正確定位，使設(shè)計(jì)主題偏離，導(dǎo)致設(shè)計(jì)階段造價(jià)無法把握和工程施工階段造價(jià)無法控制。

5.搞好園林綠化造價(jià)控制的措施

5.1要多角度地科學(xué)決策，推行招投標(biāo)機(jī)制，形成投資最高限額

園林綠化工程設(shè)計(jì)通過公開、公平的招投標(biāo)競爭，能促進(jìn)設(shè)計(jì)單位自覺按設(shè)計(jì)要求提交實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。在評標(biāo)過程中，引入價(jià)值工程分析方法，按各評價(jià)指標(biāo)的重要程度分配權(quán)重，可選擇出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，有利于工程投資的控制。同時(shí)，應(yīng)積極推行限額設(shè)計(jì)。限額設(shè)計(jì)是按照批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告及投資估算控制設(shè)計(jì)，在保證使用功能的前提下，各專業(yè)按分配的投資額進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使總投資不被突破。在推行限額設(shè)計(jì)中，依靠技術(shù)創(chuàng)新控制工程造價(jià)是最有效的手段，提高初步設(shè)計(jì)概算的精確度，使之成為設(shè)計(jì)階段控制造價(jià)的依據(jù)，是對投資估算的第一次細(xì)化；設(shè)計(jì)人員和工程經(jīng)濟(jì)人員要密切配合，應(yīng)用價(jià)值工程原理，做好多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，力爭用最低的成本，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的必要功能。

5.2對園林綠化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行公開評審、論證、公示以控制造價(jià)

設(shè)計(jì)信息后，建設(shè)單位首先應(yīng)組織專家、相關(guān)技術(shù)人員、相關(guān)部門及主管領(lǐng)導(dǎo)對收到的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評審，通過技術(shù)比較、經(jīng)濟(jì)分析、效果評價(jià)，力求選擇經(jīng)濟(jì)合理?xiàng)l件下確保使用功能，在滿足使用功能條件下追求造型美觀，確定以最少的投入創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)與社會效益的設(shè)計(jì)方案為中標(biāo)方案。同時(shí)對入選方案和中標(biāo)方案進(jìn)行公示，聽取社會意見。

5.3加強(qiáng)設(shè)計(jì)變更管理，實(shí)行限額動態(tài)控制

在園林工程建設(shè)中設(shè)計(jì)變更是不可避免的，如果在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行變更，修改圖紙即可，若在施工中進(jìn)行變更，必將造成投資方重大的損失。該情況園林綠化工程建設(shè)中表現(xiàn)尤為突出，例如投資方為了達(dá)到立竿見影的建設(shè)效果或者施工方為了彌補(bǔ)在投標(biāo)過程中因不平衡報(bào)價(jià)損失而采取更改設(shè)計(jì)的辦法（增加綜合報(bào)價(jià)較高的苗木的種植密度、加大苗木規(guī)格、更改苗木品種等），使工程的整個(gè)投資造價(jià)飚升。倘若進(jìn)行限額設(shè)計(jì)，實(shí)行限額動態(tài)控制，在方案及施工圖經(jīng)濟(jì)合理的前提下，人為要求進(jìn)行設(shè)計(jì)變更的行為將大大減少。

5.4加強(qiáng)園林綠化工程實(shí)施階段的造價(jià)管理

在園林綠化工程項(xiàng)目的實(shí)施階段，工程預(yù)、結(jié)算審核方面的控制及管理可分為三個(gè)階段：招標(biāo)管理階段、施工管理階段和結(jié)算階段。在招投標(biāo)管理階段中，招標(biāo)文件應(yīng)對工程造價(jià)的計(jì)價(jià)方式、定額及費(fèi)用的取定、增加工程的結(jié)算方式等有明確規(guī)定。項(xiàng)目實(shí)施階段，必須要按照合同辦事，樹立法律意識，做好各項(xiàng)資料的記錄和收集工作，全面履行合同內(nèi)容，有效地控制工程造價(jià)。提供的工程量清單，要按照國家或地方頒布的計(jì)算規(guī)則即統(tǒng)一的工程項(xiàng)目劃分方法、統(tǒng)一的計(jì)量單位及統(tǒng)一的工程量計(jì)算規(guī)則，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算并予以統(tǒng)計(jì)、排列，從而得出清單。對工程量清單中的工程項(xiàng)目應(yīng)具有調(diào)試的概括性，條目要簡明，同時(shí)不能出現(xiàn)漏項(xiàng)、錯項(xiàng)，應(yīng)保證計(jì)價(jià)項(xiàng)目的正確性。要將不同等級要求的工程區(qū)劃分開，將情況不同、可能要進(jìn)行不同報(bào)價(jià)的項(xiàng)目分開。這就要求清單編制人員在編制時(shí)，認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙，分析招標(biāo)文件中所包括的工作內(nèi)容及不同的技術(shù)要求，熟悉所有工作的程序，并且要認(rèn)真勘測現(xiàn)場情況，盡是預(yù)測在施工中可能遇到的情況，對將要影響報(bào)價(jià)的項(xiàng)目予以劃分。另外，因?yàn)楣こ塘壳鍐沃杏?jì)算出的工程量為不完整工程量，考慮建設(shè)單位的利益，應(yīng)明確中標(biāo)價(jià)中的綜合單價(jià)為不變價(jià)，工程量清單的數(shù)量按實(shí)際施工實(shí)做實(shí)計(jì)。

5.5控制材料用量，合理確定材料價(jià)格

在工程造價(jià)的控制中材料價(jià)格的控制是主要的，材料費(fèi)在工程中往往占有很大的比重，一般占預(yù)算費(fèi)用的70%，占直接費(fèi)的80%左右。因此必須在施工階段嚴(yán)格按照合同中的材料用量控制，合理確定材料價(jià)格，從而有效地控制工程造價(jià)。市場經(jīng)濟(jì)為材料的供應(yīng)提供了多種渠道，而且材料品種價(jià)格繁多，造價(jià)管理人員應(yīng)密切注意市場行情，隨著工程進(jìn)展情況深入現(xiàn)場、市場，掌握第一手的施工情況及材料信息，為竣工決算提供有力的依據(jù)。

5.6嚴(yán)把變更關(guān)，將園林綠化工程預(yù)算控制在概算內(nèi)

在園林綠化施工中引起變更的原因很多，如工程設(shè)計(jì)粗糙，使工程實(shí)際與發(fā)包時(shí)提供的圖紙不符；當(dāng)前市場供應(yīng)的材料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)不符合設(shè)計(jì)要求等，這些問題的產(chǎn)生給工程造價(jià)留下活口因素。所以在施工過程中，必須嚴(yán)把變更關(guān)，嚴(yán)禁通過設(shè)計(jì)變更擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，增加建設(shè)內(nèi)容等，最好實(shí)行“分級控制、限額簽證”的制度。對必須發(fā)生的設(shè)計(jì)變更，尤其是涉及到費(fèi)用增減的設(shè)計(jì)變更，必須經(jīng)設(shè)計(jì)單位代表、建設(shè)單位現(xiàn)場代表、監(jiān)理工程師共同簽字，而且應(yīng)盡是提前實(shí)現(xiàn)這類型變更，減少損失，因?yàn)橐淹瓿苫虿糠滞瓿傻墓こ虄?nèi)容還需拆除，勢必造成重大變更損失。為此，應(yīng)指派工程造價(jià)管理專業(yè)人員常駐施工現(xiàn)場，隨時(shí)掌握、控制工程造價(jià)的變化情況。

5.7嚴(yán)格現(xiàn)場簽證管理，掌握工程造價(jià)變化

在施工過程中，建設(shè)單位要加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，督促施工方按圖施工，嚴(yán)格控制變更洽商、材料代用、現(xiàn)場簽證、額外用工及各種預(yù)算外費(fèi)用，對必要的變更，應(yīng)做到先算賬，后花錢，變更一旦發(fā)生就及時(shí)計(jì)算因工作量變更而發(fā)生增減的費(fèi)用，隨時(shí)掌握項(xiàng)目費(fèi)用額度，避免事情積壓成堆，對工程造價(jià)心中無數(shù)。建設(shè)單位的現(xiàn)場代表要督促施工方做好各種記錄，特別是隱蔽工程記錄和簽證工作，減少結(jié)算時(shí)的扯皮現(xiàn)象。許多工程就是由于現(xiàn)場簽證不嚴(yán)肅，給工程結(jié)算帶來非常大的麻煩，導(dǎo)致相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失，因此嚴(yán)格現(xiàn)場簽證管理，是施工階段控制工程造價(jià)的關(guān)鍵。

5.8加強(qiáng)結(jié)算管理，嚴(yán)格把好審核關(guān)

在工程竣工決算時(shí)，審核人員應(yīng)堅(jiān)持按合同辦事，對工程預(yù)算外的費(fèi)用嚴(yán)格控制，對于未按圖紙要求完成的工作量及未按規(guī)定執(zhí)行的施工簽證一律核減費(fèi)用；凡合同條款明確包含的費(fèi)用，屬于風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)包含的費(fèi)用，未按合同條款履行的違約等一律減費(fèi)用，嚴(yán)格把好審核關(guān)。對工程量的審核應(yīng)根據(jù)施工承包合同要求，對施工過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更、現(xiàn)場簽證等進(jìn)行審核，不能多算或不按規(guī)則計(jì)算，在要求施工企業(yè)報(bào)送相應(yīng)的工程計(jì)算式和材料用量明細(xì)表的同時(shí)，造價(jià)管理單位也要編制一份完整的結(jié)算書和材料用量明細(xì)，這樣比照審核，才能做到客觀、公正、合理，準(zhǔn)確進(jìn)行計(jì)量審核。其次，在結(jié)算審核中，還應(yīng)注意審核項(xiàng)目的單價(jià)、結(jié)算書中分項(xiàng)的正確性及程序及準(zhǔn)確性，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況分析計(jì)算。

6.結(jié)語

園林工程設(shè)計(jì)階段的造價(jià)控制管理，涉及面廣、環(huán)節(jié)多，相應(yīng)的外部環(huán)境還不成熟，要做好這項(xiàng)工作應(yīng)從規(guī)范行業(yè)做起，在政府有關(guān)部門的支持下加強(qiáng)管理，科學(xué)引導(dǎo)，使廣大園林工作者充分認(rèn)識到設(shè)計(jì)階段造價(jià)控制管理的重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

控制設(shè)計(jì)論文范文第3篇

安全是機(jī)械設(shè)計(jì)面臨的重要問題之一，同時(shí)安全也是伴隨人們的生產(chǎn)生活而產(chǎn)生的，安全是機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和前提，機(jī)械設(shè)計(jì)中自動化設(shè)備的安全性控制管理需要從不同角度進(jìn)行處理，確保安全管理能夠落到實(shí)處，保證機(jī)械設(shè)備控制管理能夠符合機(jī)械控制管理的預(yù)期。機(jī)械設(shè)計(jì)過程中設(shè)備安全研發(fā)團(tuán)隊(duì)需要綜合考慮各種機(jī)械安全因素，通過對生產(chǎn)需求的全面調(diào)研，全面優(yōu)化設(shè)備的安全生產(chǎn)線，提高對設(shè)備的安全性管理，為機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)造良好的設(shè)備安全管理環(huán)境。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要從設(shè)備管理角度出發(fā)，對機(jī)械設(shè)計(jì)中的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面的評估，保證機(jī)械設(shè)備安全性設(shè)計(jì)工作能夠得到順利的開展。

2機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評估

2.1機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全評估的基本模式

機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全評估要從一系列邏輯控制管理出發(fā)，不斷進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化，讓機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備能夠符合安全評估的基本要求，對風(fēng)險(xiǎn)評估的各種模式進(jìn)行分析，對自動化設(shè)備的安全控制會產(chǎn)生積極的作用，通過對安全設(shè)備進(jìn)行全面的分析和管理，提高安全設(shè)備的綜合控制和管理水平[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制需要按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)積極開展工作，保證各項(xiàng)工藝能夠在設(shè)備安全性設(shè)計(jì)的工程中得到全面的應(yīng)用，通過模式優(yōu)化達(dá)到自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全控制的目標(biāo)。

2.2機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全評價(jià)

機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全評價(jià)要對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面的分析，對機(jī)械設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評定中的信息進(jìn)行全面的優(yōu)化，提高機(jī)械設(shè)備的綜合安全判斷能力，為機(jī)械設(shè)備的安全控制管理和設(shè)計(jì)優(yōu)化創(chuàng)造良好的條件。機(jī)械設(shè)計(jì)過程中需要把設(shè)計(jì)方案和設(shè)備控制模式緊密結(jié)合在一起，提高機(jī)械設(shè)備的綜合控制管理水平。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，對機(jī)械自動化設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析，從而能夠?qū)C(jī)械自動化設(shè)備進(jìn)行安全判斷，提高機(jī)械設(shè)備的安全控制管理水平。機(jī)械設(shè)備自動化控制管理中要對安全限制進(jìn)行確定，在不同的機(jī)械壽命階段進(jìn)行機(jī)械設(shè)備安全控制管理，保證機(jī)器能夠正確的操作和使用，提高機(jī)械設(shè)備的綜合安全判斷和控制能力[2]。通過對機(jī)械的正確使用和正確操作，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備安全性問題，從而能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的安全進(jìn)行分析，提高機(jī)械設(shè)備的安全控制管理水平。機(jī)械設(shè)備自動化控制管理要進(jìn)行定量化分析，保證不同的安全控制指標(biāo)能夠符合安全管理的要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的綜合控制管理。機(jī)械設(shè)計(jì)中自動化設(shè)備安全控制需要從影響風(fēng)險(xiǎn)的因素出發(fā)，對故障情況進(jìn)行全面的分析，對自動化設(shè)備安全控制進(jìn)行類型分析，確保自動化設(shè)備能夠符合安全風(fēng)險(xiǎn)管理的具體要求。機(jī)械設(shè)計(jì)中對自動化設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評判需要從三個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析，其一為損傷嚴(yán)重度，通過對事故的后果分析，可以對機(jī)械設(shè)備自動化控制進(jìn)行分析，確保機(jī)械損傷情況符合安全控制管理的要求。機(jī)械設(shè)計(jì)中設(shè)備危險(xiǎn)的時(shí)間和頻次要進(jìn)行控制，通過對不同的時(shí)間周期進(jìn)行分析，提高機(jī)械設(shè)計(jì)中自動化設(shè)備的安全控制管理能力，為機(jī)械設(shè)備的安全評估創(chuàng)造良好的內(nèi)部條件和外部條件。機(jī)械設(shè)備安全自動化控制要從操作周期角度出發(fā)，不斷優(yōu)化方案。其二要從安全管理的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)出發(fā)，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的安全檢測。其三要從避開風(fēng)險(xiǎn)管理的可能性角度出發(fā)，確保機(jī)械設(shè)備能夠得到有效的識別。通過對機(jī)械設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評估，提高機(jī)械設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級管理，對風(fēng)險(xiǎn)評估的全過程進(jìn)行安全管理，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的自動化優(yōu)化。

2.3機(jī)械設(shè)計(jì)中自動化設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評定

機(jī)械設(shè)計(jì)中要對設(shè)備進(jìn)行自動化安全風(fēng)險(xiǎn)評定，才能更好的減少安全風(fēng)險(xiǎn)，對機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。隨著機(jī)械自動化水平越來越高，機(jī)械設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)迭代過程越來越復(fù)雜，需要從風(fēng)險(xiǎn)識別的全過程出發(fā)，不斷加強(qiáng)自動化設(shè)備安全管理，提高機(jī)械設(shè)備的安全自動化控制能力。機(jī)械設(shè)計(jì)中自動化設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)識別要從信息確認(rèn)開始，保證機(jī)械設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)自動化迭代符合安全控制的要求。

3機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制的基本原則

3.1機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要符合機(jī)械功能要求

機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要從設(shè)計(jì)的基本原則出發(fā)，保證各項(xiàng)安全自動化控制功能符合機(jī)械設(shè)備的具體要求[3]。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要符合核心功能的要求，保證機(jī)械信息和設(shè)備控制能夠符合技術(shù)指標(biāo)的要求。機(jī)械設(shè)備實(shí)施的過程中要從制造、設(shè)計(jì)、安全管理的要求出發(fā)，提高機(jī)械設(shè)備的自動化安全控制管理水平。

3.2機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要利用先進(jìn)技術(shù)

機(jī)械設(shè)計(jì)自動化安全控制必須要建立在先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，確保機(jī)械設(shè)計(jì)能夠符合安全管理的要求，完成各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備的基本功能，提高機(jī)械設(shè)備的綜合控制管理能力。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全管理不管從產(chǎn)品還是從系統(tǒng)角度出發(fā)，不斷提高機(jī)械設(shè)備自動化安全控制能力。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制要以技術(shù)為主，才能保證機(jī)械能夠完成智能化功能，同時(shí)能夠滿足人性化的安全管理要求[4]。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化安全設(shè)備管理要對各種加工設(shè)備的框架進(jìn)行優(yōu)化，從安全管理的角度出發(fā)，不斷增加輸出設(shè)備的功能。在能量轉(zhuǎn)換機(jī)械設(shè)備的過程中需要保證各種能量轉(zhuǎn)換能夠安全可靠，提高機(jī)械設(shè)備的安全控制能力。

3.3機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備安全控制效率提升

機(jī)械設(shè)計(jì)自動化控制系統(tǒng)管理過程中要對各種信息進(jìn)行優(yōu)化的控制，保證各種自動化產(chǎn)品和設(shè)備能夠符合安全功能的要求，從多方面提高安全控制效率，這是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要原則之一，必須要從機(jī)械設(shè)備的實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，加強(qiáng)其對信息處理的基本能力。機(jī)械設(shè)備信息控制管理要和機(jī)械綜合管理的模式緊密結(jié)合在一起，提高對機(jī)械設(shè)備的綜合控制管理水平，為機(jī)械設(shè)備的全面優(yōu)化創(chuàng)造良好的條件。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備的安全控制，可以提高機(jī)械的自動化能力，可以節(jié)省機(jī)床的數(shù)量，不斷提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率。

3.4機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備控制要堅(jiān)持安全性和可靠性原則

機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備控制要從產(chǎn)品故障管理角度出發(fā)，保證機(jī)械設(shè)備能夠進(jìn)行自動化故障處理，提高機(jī)械設(shè)備的控制管理能力。機(jī)械自動化控制與產(chǎn)品優(yōu)化是緊密結(jié)合在一起，機(jī)械自動化產(chǎn)品要和安全智能化控制緊密融合，保證各種機(jī)械設(shè)備的診斷、處理和監(jiān)控能夠符合安全控制的基本原則[5]。機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備控制要從操作環(huán)節(jié)出發(fā)，減少機(jī)械事故發(fā)生的幾率，通過對機(jī)械設(shè)計(jì)自動化設(shè)備的安全控制，可以提高機(jī)械設(shè)備的靈敏度。機(jī)械設(shè)備安全控制管理要從方便操作的角度出發(fā)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，全面保證操作機(jī)制能夠符合操作方案的要求。機(jī)械設(shè)備中各種自動化產(chǎn)品的功能要進(jìn)行有效的監(jiān)控，保證操作流程能夠符合設(shè)備控制管理的要求。通過對機(jī)械設(shè)備各種安全程度的控制，達(dá)到優(yōu)化操作的總體目標(biāo)，從而能夠全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動化控制和管理。機(jī)械設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的安全指標(biāo)要從不同的周期出發(fā)，積極引進(jìn)新的技術(shù)方案，從而能夠?qū)Π踩刂频拇胧┻M(jìn)行全面的分析，提高機(jī)械設(shè)備的綜合管理水平。

4總結(jié)

控制設(shè)計(jì)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制雙音多頻網(wǎng)絡(luò)通訊無線通訊家庭自動化

21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動了人類文明的巨大進(jìn)步。數(shù)字化家居控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得人們可以通過手機(jī)或者互聯(lián)網(wǎng)在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對家中的任意電器（空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、DVD錄像機(jī)）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；也可以在下班途中，預(yù)先將家中的空調(diào)打開、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯……；而這一切的實(shí)現(xiàn)都僅僅是輕輕的點(diǎn)幾下鼠標(biāo)，或者打一個(gè)簡單的電話。此外，該系統(tǒng)還可使家庭具有多途徑報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)聽、數(shù)字留言等多種功能，如果不幸出現(xiàn)某種險(xiǎn)情，您和110可以在第一時(shí)間獲得通知以便進(jìn)一步采取行動。舒適、時(shí)尚的家居生活是社會進(jìn)步的標(biāo)志，智能家居系統(tǒng)能夠在不改變家中任何家電的情況下，對家里的電器、燈光、電源、家庭環(huán)境進(jìn)行方便地控制，使人們盡享高科技帶來的簡便而時(shí)尚的現(xiàn)代生活。

1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及工作過程

智能家居系統(tǒng)由系統(tǒng)主機(jī)、系統(tǒng)分機(jī)、Internet服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)接口等部分組成。其中系統(tǒng)主機(jī)通過服務(wù)器（個(gè)人計(jì)算機(jī)）連入Internet，并通過自己的PSTN公用電話交換網(wǎng)接口電路連入PSTN。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。主機(jī)與分機(jī)通過無線傳輸組成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。系統(tǒng)主機(jī)通過本地?zé)o線傳輸網(wǎng)絡(luò)同系統(tǒng)分機(jī)進(jìn)行通訊、傳輸控制命令和反饋信息。

該系統(tǒng)正常工作時(shí)，用戶可以通過Internet和PSTN兩種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問，當(dāng)通過Internet訪問時(shí)，本系統(tǒng)可提供一個(gè)界面友好的終端軟件，用戶只需登陸到運(yùn)行在家中的服務(wù)器即可對家中的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；當(dāng)通過PSTN訪問時(shí)，本系統(tǒng)將為用戶提供語音操作界面。其工作流程如圖2所示。

2系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

本系統(tǒng)的硬件主要有系統(tǒng)主機(jī)與系統(tǒng)分機(jī)兩大部分。系統(tǒng)主機(jī)由單片機(jī)AT89C52和各種接口電路組成，如圖3所示。系統(tǒng)分機(jī)由單片機(jī)AT89C52和各種接口電路、傳感器單元電路、固態(tài)繼電器控制電路組成，并由固態(tài)繼電器控制具體設(shè)備，具體硬件組成框圖如圖4所示。

通過系統(tǒng)主機(jī)的各種接口電路可將主機(jī)CPU從繁忙的計(jì)算中解脫出來，以便把主要精力運(yùn)用在控制和信息傳遞上。系統(tǒng)主機(jī)主要依照各個(gè)功能電路的輸出結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷和控制命令的輸出。系統(tǒng)分機(jī)的各種接口電路和主機(jī)相似，只是根據(jù)設(shè)備的不同（傳感器單元）有著細(xì)節(jié)上的變化。下面主要介紹系統(tǒng)主機(jī)的各種接口電路。

2．1nRF401無線數(shù)據(jù)傳輸電路

無線數(shù)據(jù)傳輸電路由Nordic公司的單片UHF無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片nRF401及其電路構(gòu)成。nRF401采用FSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其工作效率可達(dá)20kbit／s，且有兩個(gè)頻率通道供選擇，并且支持低功耗和待機(jī)模式。它不用對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，其天線接口設(shè)計(jì)為差分天線，因而很容易用PCB來實(shí)現(xiàn)。

2．2看門狗電路

看門狗電路由MAX813L及其元件組成。通常，在單片機(jī)的工作現(xiàn)場，可能有各種干擾源。這些干擾源可能導(dǎo)致程序跑飛、造成死機(jī)或者程序不能正常運(yùn)行。如果不及時(shí)恢復(fù)或使系統(tǒng)復(fù)位，就容易造成損失。看門狗電路的作用就是在程序跑飛或者死機(jī)時(shí)，能有效地使系統(tǒng)復(fù)位以使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在程序中定期給P1．5送入看門狗信號，就可以保證在程序運(yùn)行異常時(shí)，由MAX813L使單片機(jī)復(fù)位。

2．3DS1307時(shí)鐘接口電路

DS1307時(shí)鐘芯片是美國DALLAS公司生產(chǎn)的I2C總線接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS1307可以獨(dú)立于CPU工作，它不受晶振和電容等的影響，并且計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，月積累誤差一般小于10秒。此芯片還具有掉電時(shí)鐘保護(hù)功能，可自動切換到后備電源供電。同時(shí)還具有閏年自動調(diào)整功能，可以產(chǎn)生秒、分、時(shí)、日、月、年等數(shù)據(jù)，并將其保存在具有掉電保護(hù)功能的時(shí)間寄存器內(nèi)，以便CPU根據(jù)需要對其進(jìn)行讀出或?qū)懭搿Ｓ捎趩纹瑱C(jī)AT89C52沒有I2C總線接口，因此，要驅(qū)動DS1307，就必須采用單主機(jī)方式下的I2C總線虛擬技術(shù)。在此方式下，以單片機(jī)為主節(jié)點(diǎn)（主器件），主器件永遠(yuǎn)占有總線而不出現(xiàn)總線競爭，且可以用兩根I／O口線來虛擬I2C總線接口。I2C總線上的主器件（單片機(jī)）可在時(shí)鐘線（SDL）上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，在數(shù)據(jù)線（SDA）上產(chǎn)生尋址信號、開始條件、停止條件以及建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骷?。任何被選中的器件都將被主器件看成是從器件。在這里，DS1307作為I2C總線的從器件。I2C總線為同步串行數(shù)據(jù)傳輸總線，其內(nèi)部為雙向傳輸電路，端口輸出為開漏結(jié)構(gòu)，因此，需加上拉電阻。

2．4MT8880C雙音頻編解碼電路

由于單片機(jī)是通過MT8880C芯片得到PSTN網(wǎng)絡(luò)的雙音頻信號解碼輸出，也就是說，單片機(jī)可以識別來自PSTN網(wǎng)絡(luò)的控制信號，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進(jìn)行按鍵選擇以實(shí)現(xiàn)用戶身份的識別與遠(yuǎn)程控制。因此，利用MT8880C的雙音頻編碼功能，系統(tǒng)可以在緊急時(shí)刻將用戶預(yù)置的緊急電話打到PSTN網(wǎng)絡(luò)，從而把損失減少到最低。

2．5ISD4004語音錄放電路

ISD4004是美國ISD公司生產(chǎn)的一種語音錄放芯片。它可錄制8～16分鐘的語音信號。該芯片可提供SPI標(biāo)準(zhǔn)接口和單片機(jī)進(jìn)行接口，其語音的錄放控制均通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。該芯片的一個(gè)最大特點(diǎn)是可以按地址編程錄放，因而可由ISD4004和單片機(jī)編程控制來構(gòu)成本系統(tǒng)與PSTN網(wǎng)絡(luò)用戶的語音平臺。由于ISD4004的INT和RAC腳輸出為開漏結(jié)構(gòu)，因此需要加上拉電阻。

2．6MAX202串行通訊電路

通訊電路可由串行通訊專用芯片MAX202組成，通過此電路可以方便地與PC機(jī)進(jìn)行串行通訊。

2．7鈴流檢測與摘掛機(jī)控制電路

當(dāng)系統(tǒng)被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)出鈴流信號。振鈴為25±3V的正弦波，失真小于10％，電壓有效值為90±15V。振鈴信號以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。由于振鈴信號電壓比較高，所以先要通過高壓穩(wěn)壓二極管進(jìn)行降壓，然后輸入至光耦。再經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)換后，從光耦輸出時(shí)通時(shí)斷的正弦波，最后經(jīng)RC回路進(jìn)行濾波以輸出標(biāo)準(zhǔn)的方波。該方波信號可以直接輸出至單片機(jī)的定時(shí)器1進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對鈴流的檢測。

由于程控電話交換機(jī)在電話摘機(jī)時(shí)電話線回路電流會突然變大（約30mA），因此，交換機(jī)檢測到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。自動摘掛機(jī)電路可以通過單片機(jī)的P1．7來控制一個(gè)固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器的控制端應(yīng)連接一個(gè)大約300Ω的電阻后再接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。

3系統(tǒng)軟件編制

本系統(tǒng)軟件主要由系統(tǒng)主機(jī)和系統(tǒng)分機(jī)的C51程序和系統(tǒng)與Internet網(wǎng)絡(luò)通訊程序組成。

3．1系統(tǒng)主機(jī)程序的編制

系統(tǒng)主機(jī)程序主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體功能。包括無線數(shù)據(jù)傳輸程序、看門狗程序、時(shí)間戳程序、雙音頻編解碼程序、語音錄放程序、串行通訊程序、鈴流檢測與摘掛機(jī)控制程序、系統(tǒng)初始化程序、意外事件處理程序等。程序編制以消息驅(qū)動為主導(dǎo)思想。消息由計(jì)數(shù)器中斷1、外部中斷0和串行中斷產(chǎn)生，在中斷服務(wù)程序中，應(yīng)將相應(yīng)的狀態(tài)位置位，而在消息循環(huán)中則應(yīng)按相應(yīng)的狀態(tài)位調(diào)用功能函數(shù)，然后由功能函數(shù)將相應(yīng)的狀態(tài)位清0并完成所需功能，并最后返回到消息循環(huán)中。其程序流程如圖5所示。該系統(tǒng)的分機(jī)程序和主機(jī)類似，故此不再詳述。

3．2系統(tǒng)與Internet網(wǎng)絡(luò)通訊程序的編制

這部分通訊程序分為服務(wù)器和客戶端兩個(gè)程序，主要通過Internet網(wǎng)絡(luò)完成用戶的控制功能。

服務(wù)器程序主要完成客戶端與系統(tǒng)主機(jī)通訊的中轉(zhuǎn)，即將客戶端發(fā)來的控制或者查詢命令翻譯成系統(tǒng)主機(jī)能識別的格式，或者將系統(tǒng)主機(jī)收到的報(bào)警等信息上傳到客戶端。服務(wù)器程序使用Socket與客戶端進(jìn)行Internet通訊。

客戶端程序是運(yùn)行在遠(yuǎn)端用戶的控制界面，主要用于完成家居內(nèi)狀態(tài)的顯示以及對家居內(nèi)電器的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)使客戶端直接連接到服務(wù)器。

控制設(shè)計(jì)論文范文第5篇

PMM8713功能介紹

PMM8713是專用的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)脈沖產(chǎn)生芯片,它適用于三相和四相步進(jìn)電機(jī)。如圖1所示PMM8713的引腳,Cu為加脈沖輸入端,它使步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),Cp為減脈沖輸入端,它使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),Ck

為脈沖輸入端,當(dāng)脈沖加入此引腳時(shí),Cu和Cp應(yīng)接地,正反轉(zhuǎn)由U/D的電平控制,EA和EB用來選擇勵磁方式的,可以選擇的方式有一相勵磁、二相勵磁和一二相勵磁,ΦC用來選擇三、四相步進(jìn)電機(jī),Vss為芯片工作地,R為芯片復(fù)位端,Φ4～Φ1為四相步進(jìn)

脈沖輸出端,Φ3～Φ1為三相步進(jìn)脈沖輸出端,Em為勵磁監(jiān)視端,Co為輸入脈沖監(jiān)視端,VDD為芯片的工作電源(+4～+18V).其具體的原理框圖如4-3-4所示:

4.4顯示電路與鍵盤的選擇

顯示電路的用8279芯片來驅(qū)動，8279芯片分別接兩排顯示器，每排為4位顯示，分別用來顯示步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速。

8279與CPU的連接框圖如4-11所示：

8279芯片的具體介紹如下；

1)DB0～DB7：雙向數(shù)據(jù)總線。在CPU于827數(shù)據(jù)與命令的傳送。

2)CLK：8279的系統(tǒng)時(shí)鐘，100KHZ為最佳選擇。

3)RESET：復(fù)位輸入線，高電平有效。當(dāng)RESET輸入端出現(xiàn)高電平時(shí)，8279被初始復(fù)位。

4)/CS：片選信號。低電平使能，使能時(shí)可將命令寫入8279或讀取8279的數(shù)據(jù)。

5)A0：用于區(qū)分信息的特性。當(dāng)A0=1時(shí)，CPU向8279寫入命令或讀取8279的狀態(tài)；當(dāng)A0為0時(shí)，讀寫一數(shù)據(jù)。

6)/RD：讀取控制線。/RD=0,8279會送數(shù)據(jù)至外部總線。

7)/WR：寫入控制線。/WR=0,8279會從外部總線捕捉數(shù)據(jù)。

8)IRQ：中斷請求輸出線，高電平有效。當(dāng)FIFORAM緩沖器中存有鍵盤上閉合鍵的鍵碼時(shí)，IRQ線升高，向CPU請求中斷，當(dāng)CPU將緩沖器中的輸入鍵數(shù)的數(shù)據(jù)全部讀取時(shí)，中斷請求線下降為低電平。

9)L0～SL3：掃描輸出線，用于對鍵盤顯示器掃描?？梢允蔷幋a模式（16對1）或譯碼模式（4對1）。

10)～RL7：反饋輸入線，由內(nèi)部拉高電阻拉成高電平，也可由鍵盤上按鍵拉成低電平。

11)FT、CNTL/STB：控制鍵輸入線，由內(nèi)部拉高電阻拉成高電平，也可由外部控制按鍵拉成低電平。

12)TB0～3、OUTA0～3：顯示段數(shù)據(jù)輸出線，可分別作為兩個(gè)半字節(jié)輸出，也可作為8位段數(shù)據(jù)輸出口，此時(shí)OUTB0為最低位，OUTA3位最高位。

13)消隱輸出線，低電平有效。當(dāng)顯示器切換時(shí)或使用消隱命令時(shí)，將顯示消隱。具體芯片理框圖如4-4-1所示：

鍵盤的連接一般有兩種方式，一種是獨(dú)立式鍵盤；一種是行列式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤就是各個(gè)鍵相互獨(dú)立，每個(gè)鍵盤接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)來確定那個(gè)鍵按下。這種鍵盤的輸入線較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般適用于按鍵較少操作速度較高的場合。而行列式鍵盤是由行和列線交義組成，一般用于按鍵較多的場合。本次設(shè)計(jì)一共用9個(gè)鍵因此采用行列式鍵盤。具體的原理圖如4-4-2所示:

圖4-4-2鍵盤連接圖

顯示電路的選擇

顯示電路選用兩排LED顯示，每排分別為四位。能滿足設(shè)計(jì)的要求，轉(zhuǎn)速范圍為0至1000。LED顯示電路有兩種接法，一種為共陰極，一種為共陽極。原理圖如4-14所示:

、

4.5反饋電路的選擇

應(yīng)選用光電編碼器作為反饋元件，光電編碼器與步進(jìn)電機(jī)是同軸的輸出經(jīng)過放大送到計(jì)算機(jī)。并通過顯示器顯示出步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。關(guān)于光電編碼器的說明如下；

4.5.1光電編碼器原理

光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長方形孔。由于光電碼盤與電動機(jī)同軸，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

圖4-5-1光電編碼器的原理圖

根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。

本次設(shè)計(jì)用絕對式編碼器其原理如下：

絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心磁道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個(gè)具有N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。目前國內(nèi)已有16位的絕對編碼器產(chǎn)品。絕對式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（格雷碼）方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測絕對位置。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)如下：

1)可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對值；

2)沒有累積誤差；

3)電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種。

4.6電源電路設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)用了+5V、+12V電源，采用的是78系列的集成固定三端穩(wěn)壓管。78系列集成穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定，漂移小，精度也比較高。其內(nèi)部也有完善的保護(hù)電路。它有風(fēng)部過流保護(hù)，保證輸出電流部會超出最大允許值；它有內(nèi)部熱保護(hù)電路，如果輸出管的結(jié)溫達(dá)到允許的最大值，它會知道減小輸出電流；它內(nèi)部還有工作區(qū)限制電路。使穩(wěn)壓器的工作臺不進(jìn)入不安全區(qū)。因此，它的可靠性高。另外，它只有三條引腳，移位輸入，移位輸出，移位公共端，使用起來很簡單。

1.變壓

電源變壓器將220V的交流電壓變?yōu)樗璧慕涣麟妷褐?。因?yàn)樵谡?、濾波和穩(wěn)壓電路中有一定的壓降，所以要使輸出電壓比所需電壓高2V~3V。

2.整流

整流電路將交流電壓變?yōu)槊}沖的直流電壓，常用的整流電路有單相半波，全波，橋式和倍壓整流電路。這里采用單相橋式不可控整流電路。

3.濾波

濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的波紋，一般由電抗元件組成。如要負(fù)載兩端并聯(lián)電容或與負(fù)載串聯(lián)電感L。以及C和L組合而成的各種復(fù)式濾波電路。因?yàn)殡娙轂V波電路簡單，負(fù)載直流電壓較高，波紋較小，所以我們采用的是電容式濾波。

4.穩(wěn)壓

穩(wěn)壓的作用電當(dāng)電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)采用三端集成穩(wěn)壓器，常用的是7800系列和7900系列。前者是三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器，后者是三端固定負(fù)輸出極集成穩(wěn)壓器，整流后的輸出波形與純直流相差甚遠(yuǎn)，須經(jīng)濾波才能作直流電源用。最常用的元件是電容。整流輸出的電壓升高時(shí)，輸出的電流一面供給負(fù)載應(yīng)用，一面給濾波電容充電。當(dāng)整流輸出電壓開始下降時(shí)，電容向負(fù)載放電以維持輸出電壓，總的輸出電壓波形就平滑得多。

下面以電源+12V為例介紹一下電路的工作原理：

圖4.6+12電源電路圖

220V，50HZ的交流電壓變壓后，輸出+15V左右的交流電壓其頻率仍為50HZ，交流信號經(jīng)橋式整流電路進(jìn)行全波整流，然后，經(jīng)電解電容濾波。最后，經(jīng)CW7805（三端固定穩(wěn)壓器）輸出的便是一個(gè)平穩(wěn)的+12V的直流電壓信號。電容C4和C5的作用是濾高頻波和抑制自激振蕩。

4.7抗干擾設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)中不可避免會從外界引入干擾，影響系統(tǒng)的控制精度，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，故采用了硬件和軟件抗干擾措施。

1.干擾對微機(jī)的作用可分為四部分：

①輸入系統(tǒng)：它使模擬信號失真，輸入數(shù)據(jù)信號出錯。

②輸出系統(tǒng)：使各輸出信號混亂，不能反映微機(jī)系統(tǒng)的真實(shí)輸出量。從而導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的后果，同時(shí)，還把現(xiàn)場的高電壓設(shè)備與主機(jī)隔離，防止出現(xiàn)高頻干擾現(xiàn)象。

③微機(jī)控制的內(nèi)核，使三總線上的數(shù)據(jù)信號混亂，CPU得到錯誤的數(shù)據(jù)信息，使運(yùn)算操作數(shù)失真。

④電源系統(tǒng)：我們設(shè)計(jì)所采用的芯片都由直流穩(wěn)壓電源供電。這些直流穩(wěn)壓電源都是由220伏轉(zhuǎn)化而來，有可能產(chǎn)生波動現(xiàn)象。使電源的壓降上升或下降，對主機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生干擾。

2.本次設(shè)計(jì)采用的硬件抗干擾措施有：

①在電路排列方面，模擬電路和數(shù)字電路之間集中在一起，器件之間盡量縮短距離減小寄生電容。

②在線路設(shè)計(jì)中，將所有器件的模擬地線和數(shù)字地線都區(qū)分開，兩者的地線不要混亂，分別與電源地線相連。

③電源系統(tǒng)的干擾大部分是高次諧波，然后接穩(wěn)壓器件，以保持電源穩(wěn)定。

④采用分散獨(dú)立功能模塊供電，在每塊系統(tǒng)功能模塊上用集成三端固定穩(wěn)壓器如7805、7812、7815、7915等穩(wěn)壓源，而且也減少了公共阻抗的相互耦合，大大提高了供電的可靠性。

3.程序監(jiān)視系統(tǒng)中的抗干擾（電源部分）

WATCHDOG本身能獨(dú)立工作，基本上不依賴于CPU，當(dāng)電源受干擾而掉電時(shí)，WATCHDOG自動產(chǎn)生中斷。使CPU備用電源起作用，對CPU正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。

4.8看門狗電路

工業(yè)環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而最終造成系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象為“死機(jī)”。究其原因是CPU在執(zhí)行某條指令時(shí)受干擾的沖擊，使它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，致使該條指令出錯。這時(shí),CPU執(zhí)行隨機(jī)拼寫的指令，甚至將操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，導(dǎo)致程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”。為使這種“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”的程序自動恢復(fù)，重新正常工作，就是看門狗。若程序發(fā)生“死機(jī)”，則看門狗電路產(chǎn)生復(fù)位信號，引導(dǎo)單片機(jī)程序重新進(jìn)入正常運(yùn)行。

此外，工業(yè)現(xiàn)場由于諸多大型用電設(shè)備的投入或撤出電網(wǎng)運(yùn)行，往往造成系統(tǒng)的電源電壓不穩(wěn)定，當(dāng)電源電壓降低或掉電時(shí)，會造成重要的數(shù)據(jù)丟失，系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。若設(shè)法在電源電壓降至一定的限值之前，單片機(jī)快速的保存重要數(shù)據(jù)，將會最大限度地減少損失。在掉電方式下單片機(jī)內(nèi)所有運(yùn)行狀態(tài)均被停止，只有片內(nèi)RAM和SFR中的數(shù)據(jù)被保存起來。在單片機(jī)系統(tǒng)可借助于一定的外部附加電路監(jiān)測電源電壓，并在電源發(fā)生故障時(shí)及時(shí)通知單片機(jī)（本次設(shè)計(jì)是通過引發(fā)INT0中斷來實(shí)現(xiàn)的）快速保存重要數(shù)據(jù)，使電源恢復(fù)正常，取消掉電方式，通過復(fù)位單片機(jī)，使系統(tǒng)重新正常。

4.8.1MAX813L功能簡介

MAX813L是美國MAXIM公司推出的微處理機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控集成芯片，該芯片的價(jià)格低，減少了器件個(gè)數(shù)，所構(gòu)成的電路性能更可靠，MAX813L提供如下四種功能：

1.上電、掉電以及供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200MS。

2.獨(dú)立的看門狗輸出。如果看門狗在1.6S內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)榈碗娖健?/p>

3.1.25V門限值檢測器，用于電源故障報(bào)警、電池低電壓檢測或+5V以外的電源的監(jiān)控間[6]。

4.低電平有效的手動復(fù)位輸入。

4.8.2看門狗電路各引腳功能

1.手動復(fù)位輸入端（MR）：當(dāng)該端輸入低電壓保持140ms以上，MAX813L就輸出復(fù)位信號。輸入端的最小輸入脈沖寬要求可以有效的消除開關(guān)的抖動。

2.工作電源端（VCC）：接+5V電源。

3.電源接地端（GND）：接0V參考電平。

4.電源故障輸入端（PFI）：當(dāng)該端輸入電壓低于1.25V時(shí)，5號引腳輸出端的信號有高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

5.電源故障輸出端（PFO）：電源正常時(shí)，保持高電平，電源電壓變低或掉電時(shí)，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

6.看門狗信號輸入端（WDI）：程序正常運(yùn)行時(shí)，必須在小于1.6s的時(shí)間間隔內(nèi)向該輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器。若超過1.6s該輸入端收不到脈沖信號，則內(nèi)部定時(shí)器溢出，8號引腳由高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

7.復(fù)位信號輸出端（RST）：上電時(shí)，自動產(chǎn)生200ms的復(fù)位脈沖：手動復(fù)位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復(fù)位脈沖。

8.看門狗信號輸出端（WDO）：正常工作使輸出保持高電平，當(dāng)WDI端在1.6S接收不到信號時(shí)，該端輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

如圖5-6給出了MAX813L在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用電路圖。此電路可以實(shí)現(xiàn)上電，瞬時(shí)掉電以及程序運(yùn)行實(shí)現(xiàn)“死機(jī)”時(shí)的自動復(fù)位和隨時(shí)的手動復(fù)位；并且可以實(shí)時(shí)的監(jiān)視電源故障，以便及時(shí)地保存數(shù)據(jù)[6]。

本電路巧妙的利用了MAX813L的手動復(fù)位輸入端。只要程序一旦跑飛引起程序“死機(jī)”，WDO端電平由高到低，當(dāng)/WDO變低超過140ms，將引起MAX813L產(chǎn)生一個(gè)200ms的復(fù)位脈沖（本次設(shè)計(jì)中將MAX813L的RET端同時(shí)8031、8155的復(fù)位端RESET相連，使之同時(shí)復(fù)位）。同時(shí)使看門狗定時(shí)器清0和使引腳變成高電平。也可以隨時(shí)使用手動復(fù)位按鈕使MAX813L產(chǎn)生復(fù)位脈沖，由于為了產(chǎn)生復(fù)位脈沖端要求低電平至少保持140ms以上，故可以有效的消除開關(guān)抖動。

該電路可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控電源故障（如掉電、電壓降低）。圖5-6中R1的一端接未經(jīng)穩(wěn)定的直流電源。電源正常時(shí)，確保R2上的電壓高于1.6V。當(dāng)電源發(fā)生故障，PFI輸入端的電平低于1.25V時(shí)，電源故障輸出端電平由高變低，引起單片機(jī)中斷，CPU中斷相應(yīng)服務(wù)程序，保護(hù)數(shù)據(jù)，斷開外部用電電路等。

第5章算法的設(shè)計(jì)：

算法對于步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)重在的環(huán)節(jié)，因?yàn)橹挥写_定了算法之后才能對步進(jìn)電機(jī)的速度進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，并時(shí)也能達(dá)到精確的調(diào)速目的。同時(shí)算法也是編寫軟件的前提與基礎(chǔ)?？刂扑惴ㄓ卸喾N，常用的兩種算法是PID和模糊控制算法。

PID控制與模糊控制是兩種常用的控制方法,但它們還存在一些不足,如一般PID控制容易產(chǎn)生超調(diào)、模糊控制的穩(wěn)態(tài)精度不高,在這兩種控制方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),可產(chǎn)生多種更好的控制方法。本文采用的復(fù)合PID控制算法和帶動態(tài)補(bǔ)償?shù)哪：刂扑惴朔艘陨先毕?取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。

5.1PID控制算法

PID調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)輸入的偏差值,按比例、積分、微分的函數(shù)關(guān)系,進(jìn)行運(yùn)算,將其運(yùn)算結(jié)果用以輸出控制,將基本PID算式離散化可得到位置型PID控制算法,對位置型PID進(jìn)行變換可得到增量型PID控制算法。對控制精度要求較高的系統(tǒng)一般采用位置型算法,而在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器做執(zhí)行器件的系統(tǒng)中,則采用增量型算法。

PID是一種工業(yè)控制過程中應(yīng)用較為廣泛的一種控制算法，它具有原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好，適用范圍廣，控制參數(shù)易于整定等優(yōu)點(diǎn)。PID控制不需了解被控對象的數(shù)學(xué)模型,只要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整控制器參數(shù),便可獲得滿意的結(jié)果。其不足之處是對被控參數(shù)的變化比較敏感。但是通過軟件編程方法實(shí)現(xiàn)PID控制,可以靈活地調(diào)整參數(shù)。,盡管近年來出現(xiàn)了很多先進(jìn)的控制算法，但PID控制仍然以其獨(dú)有的特點(diǎn)在工業(yè)控制過程中具有相當(dāng)大的比重，且控制效果相當(dāng)令人滿意。

連續(xù)PID控制器也稱比例－積分－微分控制器，即過程控制是按誤差的比例（P-ProportionAl）、積分（I-IntegrAl）和微分（D-DerivAtive）對系統(tǒng)進(jìn)行控制，其系統(tǒng)原理框圖如圖5-1所示：

它的控制規(guī)律的數(shù)學(xué)模型如下：

\*MERGEFORMAT\*MERGEFORMAT(5-1)

或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)形式：

\*MERGEFORMAT(5-2)

式中，e(t)：調(diào)節(jié)器輸入函數(shù)，即給定量與輸出量的偏u(t)：調(diào)節(jié)器輸出函數(shù)。

Kp：比例系數(shù)；

T：積分時(shí)間常數(shù)；

T：微分時(shí)間常數(shù)。

將式（2-1）展開，調(diào)節(jié)器輸出函數(shù)可分成比例部分、積分部分和微分部分，它們分別是:

⑴比例部分比例部分的數(shù)學(xué)表達(dá)式是\*MERGEFORMAT,p在比例部分中，Kp是比例系數(shù)，Kp越大，可以使系統(tǒng)的過渡過程越快，迅速消除靜誤差；但Kp過大，易使系統(tǒng)超調(diào)，產(chǎn)生振蕩，導(dǎo)致不穩(wěn)定。因此，此比例系數(shù)應(yīng)選擇合適，才能達(dá)到使系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間短而穩(wěn)定的效果。

圖為比例調(diào)節(jié)器

（5-3）

比例調(diào)節(jié)器

其中：U控制器的輸出

\*MERGEFORMAT比例系數(shù)

E調(diào)節(jié)器輸入偏差